液体监测系统及方法与流程

本发明涉及液体监测
技术领域：
，特别涉及一种液体监测系统及方法。
背景技术：
：目前包含封闭腔体的设备非常常见，比如水箱、油箱等，对某些设备而言，需要精确地、动态地监测其内部封闭腔体所包含的液体含量、液位等参数，进而动态地测得液体的消耗速率，预估液体含量的趋势，在液体含量不足时可自动预警、补充等。常见的监测和调节封闭腔体的液体含量的方式包括浮子法和连通器原理法，其中，浮子法即根据浮子随液体液位上下运动时，产生相应的电动信号大小，作为对应的液位高度的识别依据，进而监测封闭腔体内液体含量的变化，其缺点在于浮子上下运动仅受液位垂直高度的影响，和腔体水平方向的形状无关，对于不规则形状的腔体，无法判断其液体含量及其变化速率等，其次，浮子易受液体清洁度影响，被杂质附着，影响其运动及漂浮力等，浮子信号作为液位的监测信号精确度较差，受液位波动的影响较大，很难精确测量和解读。连通器原理法即通过外接连通透明管将内部腔体液体引至外部，基于连通器原理，外部管路液位与内部腔体液位保持一致，通过外部透明管液位反映出内部液体液位及含量，其缺点在于外部管路液体液位稳定时间较长，不能动态的、及时准确的反映出内部液体液位值，另外同样存在仅能反馈垂直高度的局限性，无法应用于不规则腔体液体含量、消耗速率等的监测。技术实现要素：本发明的主要目的是提出一种液体监测系统及方法，旨在解决现有的液体监测系统对于不规则形状的腔体，无法判断其液体含量及其变化速率以及不能动态的、及时准确的反映出内部液体液位值的问题。为实现上述目的，本发明提出一种液体监测系统，包括：腔体，用于容纳液体；输液单元，存储有所述液体，所述输液单元用于向所述腔体输入所述液体；监测单元，包括安装于所述腔体的压力监测装置、以及安装于所述输液单元的计量装置，所述压力监测装置用以监测所述腔体内的液压值，所述计量装置用以监测所述输液单元向所述腔体输入的所述液体的液体量；以及，控制器，所述控制器与所述压力监测装置和所述计量装置电性连接，用以根据所述压力监测装置实时测得的液压值和所述计量装置实时测得的液体量，获取所述液压值与所述液体量之间的映射关系。可选地，所述控制器根据所述压力监测装置实时测得的液压值和所述计量装置实时测得的液体量，形成多个数组，每一数组包括一液压值和与之对应的液体量，根据所述多个数组拟合形成所述液压值与所述液体量关系曲线，以形成所述液压值与液体量之间的映射关系。可选地，还包括与所述控制器电性连接的预警单元，所述控制器用以在所述腔体内的液压值或所述液压值的变化率超过或低于预设阈值时，控制所述预警单元发出预警信号。可选地，还包括远程控制装置和本地控制装置，所述远程控制装置和所述本地控制装置均与所述控制器电性连接，以分别在远程和本地控制所述控制器。可选地，所述输液单元包括：输液罐，用以存储所述液体，所述输液罐设有与所述腔体连通的输液管；以及，输液泵，设于所述输液罐与所述输液管构成的液路系统中，用以向所述腔体输入所述输液罐内的所述液体。可选地，所述腔体的底壁设有进液口，所述输液管连接至所述进液口，所述压力监测装置包括设于所述进液口处的压差传感器；和/或，所述计量装置包括设于所述输液罐的重量传感器，所述控制器与所述重量传感器电性连接。可选地，所述液路系统还包括下端与所述输液管连接的液位管，所述液位管沿上下向延伸设置，用以显示所述腔体内的液位。可选地，所述液位管设有第一截止阀；和/或，所述液路系统包括与所述液位管的上端和所述腔体的上端连接的上连通管，所述上连通管与所述液位管连接的一端向远离所述腔体方向延伸形成一延长端，且所述延长端设有第二截止阀。可选地，所述控制器与所述输液泵电性连接，所述控制器用以在所述腔体内的液压值或所述液压值的变化率超过或低于预设阈值时，控制输液泵向所述腔体输入液体。本发明还提出一种液体监测方法，包括以下步骤：实时获取待监测的腔体的液压值；根据所述液压值和液压值与液体量之间的映射关系，获得所述腔体内的液体量。本发明提出的液体监测系统的技术方案中，压力监测装置可监测腔体内任一处位置的液压值，较佳地，压力监测装置可监测腔体内的最低处液位的液压值，这样在腔体内液体量很小时，也可以完成液压值的监测，或者，也可以监测腔体内的最低处液位与最高处液位的压差值，由于不论腔体的形状规则与否，只要找到其液位的最低处和最高处，均可以进行压差监测，因此本液体监测系统不受腔体的形状和结构的限制，同时不用在腔体内部安装部件，不会改变腔体的内部结构，不受液体种类及液体内的杂质影响，本液体监测系统的输液单元存储有与腔体内相同的液体，其作用在于向腔体内输入液体，而在输液单元向腔体内输入液体时，计量装置监测其输入的液体量，在液单元向腔体内输入液体的这一过程中，控制器通过输液单元输入的液体量以及腔体内的液压值和液压值的变化量，计算得到液压值与液体量之间的映射关系，具体地，该映射关系为标定曲线，如此，可以通过液压值实时得到对应的液体量的变化值，进而得到腔体内的液体含量值，显然，液压值的变化量、液压值的变化率、液体量的变化量和液体量的变化率也可以作为计算映射关系的参数值。本发明的液体监测方法可以通过液压值实时得到对应的液体量的变化值，进而得到腔体内的液体含量值，通过液体监测装置可以实施其方法步骤。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本发明的液体监测系统的一实施例的结构示意图；图2为本发明的液体监测方法的第一实施例的流程示意图；图3为本发明的液体监测方法的第二实施例的流程示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100液体监测系统41上连通管1腔体42液位管21输液罐43第一截止阀22输液泵44第二截止阀23输液管5液体31压差传感器6控制器32重量传感器7远程控制装置33称重仪8本地控制装置4液路系统本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。为解决上述问题，本发明提出一种液体监测系统，请参阅图1，为液体监测系统的一实施例，本实施例中，所述液体5监测系统100包括腔体1、输液单元、监测单元以及控制器6，腔体1用于容纳液体5，输液单元存储有液体5，输液单元用于向腔体1输入液体5，监测单元包括安装于腔体1的压力监测装置、以及安装于输液单元的计量装置，压力监测装置用以监测腔体1内的液压值，计量装置用以监测输液单元向腔体1输入的液体5的液体量，控制器6与压力监测装置和计量装置电性连接，用以根据压力监测装置实时测得的液压值和计量装置实时测得的液体量，获取液压值与液体量之间的映射关系。本液体监测系统中，压力监测装置可监测腔体1内任一处位置的液压值，较佳地，压力监测装置可监测腔体1内的最低处液位的液压值，这样在腔体1内液体量很小时，也可以完成液压值的监测，或者，也可以监测腔体1内的最低处液位与最高处液位的压差值，由于不论腔体1的形状规则与否，只要找到其液位的最低处和最高处，均可以进行压差监测，因此本液体监测系统不受腔体1的形状和结构的限制，同时不用在腔体1内部安装部件，不会改变腔体1的内部结构，不受液体5种类及液体5内的杂质影响，当然，压差监测并不限于监测液位的最高处和最低处，对于压差监测的两处液位的位置具体可根据腔体1内部的形状结构等进行选取，本液体监测系统的输液单元存储有与腔体1内相同的液体5，其作用在于向腔体1内输入液体5，而在输液单元向腔体1内输入液体5时，计量装置监测其输入的液体量，在液单元向腔体1内输入液体5的这一过程中，控制器6通过输液单元输入的液体量以及腔体1内的液压值和液压值的变化量，计算得到液压值与液体量之间的映射关系，具体地，该映射关系为标定曲线，如此，可以通过液压值实时得到对应的液体量的变化值，进而得到腔体1内的液体5含量值，显然，液压值的变化量、液压值的变化率、液体量的变化量和液体量的变化率也可以作为计算映射关系的参数值，本液体监测系统通过压力监测装置监测腔体1内两处液位的液压值，可动态地、实时地、精确地监测腔体1内的液体量，以及液体量的变化率。进一步地，控制器6根据压力监测装置实时测得的液压值和计量装置实时测得的液体量，形成多个数组，每一数组包括一液压值和与之对应的液体量，根据多个数组拟合形成液压值与液体量关系曲线，以形成液压值与液体量之间的映射关系，通过多个数组的计算，使映射关系更为准确可靠。进一步地，本液体监测系统可用作任一腔体1或者容器的容积标定设备。进一步地，本液体监测系统还包括与控制器6电性连接的预警单元，控制器6用以在腔体1内的液压值或液压值的变化率超过或低于预设阈值时，控制预警单元发出预警信号，使工作人员能及时获知腔体1内液体5的状态。进一步地，本液体监测系统还包括远程控制装置7和本地控制装置8，远程控制装置7和本地控制装置8均与控制器6电性连接，以分别在远程和本地控制控制器，增强了本液体监测系统的控制功能，提升了本液体监测系统的适用范围。进一步地，输液单元包括输液罐21以及输液泵22，输液罐21用以存储液体5，输液罐21设有与腔体1连通的输液管23，输液泵22设于输液罐21与输液管23构成的液路系统中，用以向腔体1输入输液罐21内的液体5，本实施例中，为高精度输液泵22。进一步地，腔体1的底壁设有进液口，输液管23连接至进液口，压力监测装置包括设于进液口处的压差传感器31，即直接监测腔体1内的最低处液位与最高处液位的压差值，当腔体1内的液体5含量很低甚至完全没有时，均可以监测到。或者，本液体监测系统在其他实施例中，计量装置包括设于输液罐21的重量传感器32，控制器6与重量传感器32电性连接，本实施例中为高精度重量传感器32，进一步地，请参阅图1，本实施例中还包括称重仪33。显然上述设置可以同时实施，通过所述监测装置，本液体监测系统能以克/秒为单位监测液体5的变化。进一步地，控制器6与输液泵22电性连接，控制器6用以在腔体1内的液压值或液压值的变化率超过或低于预设阈值时，控制输液泵22向腔体1输入液体5，当腔体1内液体量变化时，可以实时得到应向腔体1内补入的液体5的重量值，使腔体1内的液体5含量保持稳定。进一步地，液路系统还包括下端与输液管23连接的液位管42，液位管42沿上下向延伸设置，用以显示腔体1内的液位，液位管42可作为观察液位的辅助装置。进一步地，液位管42设有第一截止阀43，需要通过液位管42辅助观察液位时，打开第一截止阀43，本实施例中，第一截止阀43为电动阀。或者，本液体监测系统在其他实施例中，液路系统4包括与液位管42的上端和腔体1的上端连接的上连通管41，上连通管41与液位管42连接的一端向远离腔体1方向延伸形成一延长端，且延长端设有第二截止阀44。显然，上述设置可以同时实施。由于腔体1内的液体5存在装满的可能性，因此为避免液位管42中的液体5溢出，液路系统4设有上连通管41，使连通器封闭，同时，上连通管41与液位管42的连接端延伸而超出液位管42，且在末端设有第二截止阀44，需要辅助观察液位时，打开第一截止阀43，关闭第二截止阀44，在输液罐21向腔体1内输入液体5时，关闭第一截止阀43，打开第二截止阀44，使腔体1内与大气连通。进一步地，本发明还提出一种液体监测方法，请参阅图2，为所述液体监测方法的第一实施例，本实施例中，所述液体监测方法包括以下步骤：s100：实时获取待监测的腔体的液压值；s400：根据液压值和液压值与液体量之间的映射关系，获得腔体的液体量。需要说明的是，本液体监测方法中，首先实时获取待监测的腔体的液压值，然后通过本液体监测系统的试验建立液压值与液体量之间的映射关系，将该映射关系为标定曲线，如此，可以通过液压值实时得到对应的液体量的变化值，进而得到腔体内的液体含量值，显然，液压值的变化量、液压值的变化率、液体量的变化量和液体量的变化率也可以作为计算映射关系的参数值，本液体监测调节方法可动态地、实时地、精确地监测腔体内的液体量，以及液体量的变化率。进一步地，请参阅图3，为本发明提出的液体监测方法的第二实施例，本实施例中，所述液体监测方法还包括以下步骤：s200：向腔体内注入液体，并实时获取注入的液体量；s300：将实时获取的液压值和与之对应的液体量记为多个数组，根据所述多个数组拟合液压值与液体量的关系曲线，以形成所述液压值与液体量之间的映射关系。需要说明的是，上述步骤通过本发明提出的液体监测系统即可实现，通过多个数组的拟合，可使映射关系更为准确可靠。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3